染色讲稿课时 3436.docx

1、染色讲稿课时 3436第六章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色6-1 概 述酸性染料 ；酸性媒介染料 ；酸性含媒染料 。一 酸性染料结构特点1 活性、直接、酸性染料活性红X-3B强酸性红G直接湖兰5B 弱酸性大红G2 强酸性染料与弱酸性染料结构区别二 酸性染料的溶液性质不同结构酸性染料的聚集态染料的聚集对上染速度和结合方式影响较大！三 酸性染料的分类及染色性能染色性能应 用 分 类强 酸 浴弱 酸 浴中 性 浴染料特性分子量低，含磺酸基团比例高，溶解度高，在染液中主要以分子状态分散分子量稍高，含磺酸基团比例较低，溶解度稍低，在染液中基本呈胶体状态分散分子量较高，含磺酸基团比例较低，溶解

2、度较低，在染液中主要呈胶体状态分散亲 和 力低中等高湿 牢 度差较好好匀 染 性好中差差染 浴pH2.5-45左右6-8常用酸剂硫酸醋酸硫酸铵(醋酸铵)6-2 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染一 蛋白质纤维及聚酰胺纤维的两性性质-COOH-NH2PIwool0.770.8-0.94.2-4.8Silk0.290.153.5-5.2Nylon0.0900.0375-6单位：mol/kg纤维二 纤维吸附曲线1 纤维的吸酸吸碱反应等电点PI ；吸酸饱和值 ；当量吸附、染色饱和值 (P134 图6-2)；超当量吸附、过染 ；次当量吸附 ；超当量吸附的原因及结果：1 直接性高，有大量氢键、范力结合；2

3、直接性高，染料在纤维内聚集；3 pH太低，发生了超当量吸酸现象，即酰胺基直接吸酸，甚至水解而导致染座增加；4 过染会导致色牢度下降、纤维强度下降。次当量吸附的原因： 染料上的磺酸基均与质子化的氨基结合； 染料的空间效应。2 染色系统中离子分布在染液中，酸性染料离解成Na+和D-，染液中还有H+、Cl-/SO42-离子。整个吸附过程可简单地表示如下：为什么D-能取代Cl-？1 酸根离子结构简单，对纤维亲和力小，D-与- NH3+库仑力大；2 染料分子与纤维存在更强的分子间力和氢键结合；3 染料分子中疏水部分在溶液中增加了水的“类冰”结构，增高了D-在染液中的化学位，染料上染亲和力。三 酸性染料与

4、纤维的作用力随着染液pH值的不同，酸性染料可以与蛋白质、聚酰胺纤维分别以离子键或范德华力和氢键的结合方式上染。1 pHPI染料阴离子与纤维呈盐式键结合；加酸促染，加中性电解质缓染。2 pHPI染-纤主要以次价键（氢键、范力）结合；加酸促染，加中性电解质促染。3 pHPI 两性纤维在pH值等于或略大于等电点时染料与纤维之间存在的离子键结合方式。四 染色亲和力 Gilbert Rideal理论Gilbert-Rideal理论，Langmuir吸附概念，建立在以下几个假设条件基础上：（1）纤维吸附染料阴离子仅发生在特定的位置上；（2）每个吸附位置一旦吸附一个染料阴离子后就达到饱和，吸附位置各自独立，

5、互不干扰；吸附热与染料的吸附量无关；（3）纤维上的阳离子和阴离子的数量相等；（4）被水溶胀的纤维是一种结构均匀的介质；（5）阳离子和阴离子从溶液转移到纤维内会分别获得和消耗一定的静电功，但对整个染料分子来说，阳离子和阴离子获得和消耗的静电功相等，染料吸附的静电功等于零。按照这些假设，探讨染料一元酸的吸附情况，可推导出染料一元酸对蛋白质纤维的亲和力计算式： 对于多元染料酸HzD而言： 一个染料分子占据一个吸附位置 染料一个分子占据z个吸附位置 6-3 酸性染料染色工艺一 羊毛的染色吸附特点及其对初染的要求；吸附模型、扩散性能与扩散系数、染料亲和性。1 pH值 不同结构的酸性染料对羊毛的吸附临界p

6、H值不同；对羊毛的亲和力和平衡上染百分率也不同，上染所需要的pH值也不一样。P140 图6-4、6-5 增加染料疏水性，平衡上染率的增加；疏水性强的染料对pH值的敏感性也低，即使在相对较高的pH值下也能获得较高的上染率，染色不需要很低的pH值。 对于弱酸性染料，应用HAc调pH（pH4-5）；对于中性染色酸性染料，应用NH4Ac调pH 6-8；对于强酸性染料，用H2SO4调节至pH2.5-4。 pH调节剂应用在始染时和染色后期区别对待：强酸性染料：初始C染高，酸分步加，以利匀染；弱酸性染料：初始用HAc；因羊毛吸酸，后期pH升高，可适量加H2SO4降低pH促染；中性浴染色：初始C染高，因亲和力

7、大，防止上染过速，可考虑加少许氨水或释酸盐缓染。2 染色温度 对染料而言匀染性染料上染不匀可以通过升温延时的移染来弥补，但弱酸性染料移染性差，难以弥补；弱酸性染料溶液的胶体性质，低温聚集，上染较慢，升温解聚到某一值后，上染速率剧增，易造成染色不匀，从这一点讲应注意在某一温度范围（60-80），注意控温。 就纤维而言升温纤维溶胀加快，利于扩散；羊毛因鳞片结构，扩散困难，一般需沸染，但蚕丝则会因沸染而造成灰伤，因而只能在微沸态染色。温度控制要注意：T始、T染升温速率，尤其敏感区温控。 保温与羊毛的损伤 羊毛的低温染色法和等电点染色法3 助剂 中性电解质：pHPI 缓染；pHPI 促染。对弱酸性染料

8、（耐缩绒性酸性染料）的缓染要使用表面活性剂缓染。 表面活性剂缓染阴离子：亲纤维，竞染作用原理，影响上染百分率；阳离子：亲染料，染-助剂松弛的胶体，结合物降低了染液中的染料有效浓度，导致上染率下降，染浴稳定性降低；非离子：亲染料，其疏水部分和染料结合，缓染作用小。较多使用阳/非离子表面活性剂缓染。4 其它因素影响 尖染效应毛尖和毛根对染料的吸附量存在差异，毛尖有时染得浓，有时染得淡，易产生色差，称为尖染效应。毛尖染色的浓淡决定于染料性质。一般用匀染性酸性染料染色时得色较淡，而用耐缩绒酸性染料染色时得色较浓。为了降低毛尖、毛根之间的色差，多倾向于选用匀染性较好的酸性染料，并选用合适的匀染剂。 水质

9、的影响影响染料溶解度，引起色斑、色块、色萎。5 羊毛染色工艺适用染料匀染性酸性染料耐缩绒酸性染料染色方法1234染色处方染料用量xxxx元明粉51051051096%硫酸2480%甲酸1298%醋酸12硫酸铵或醋酸铵25润湿匀染剂yyyy染浴pH值23344667元明粉作用匀染效果明显匀染效果一般匀染效果很差起促染作用升温情况40始染，12/min升温至沸，保温4570min左右，然后水洗。50始染，70以下升温速度1/min，70以上23/min升温至沸，保温4575min左右，然后水洗。二 蚕丝的染色蚕丝的酸性染料染色原理与羊毛染色相同；两种蛋白质纤维在氨基酸组成、氨基含量、等电点、超分子

10、结构、形态结构等方面存在差别。 染料的选择 选用弱酸性染料染色，这些染料的最大问题是耐洗牢度和日晒牢度较差。 染色工艺要点 基本与羊毛染色一致！防止灰伤：不可长时间沸染，一般宜采用95左右染色；添加浴中柔软剂来减轻灰伤；将染色温度降低到8590之间；或采用醋酸-醋酸钠缓冲体系调节染液pH值至等电点附近；减少电解质用量。匀染剂：非离子型的平平加O、阴离子型的匀染剂和弱阳离子型的烷基胺聚氧乙烯醚。蚕丝脱胶的质量：对染色鲜艳度、染色均匀性、染色牢度、染色成品的手感有着重要的影响。阳离子型固色剂固色：浅色可用阳离子固色剂固色；中深色需要经过二次固色（先酸性固色剂再阳离子固色剂）。染色方法酸性浴染色中性

11、浴染色酸性染料弱酸性浴染色的酸性染料中性浴染色的酸性染料中性浴染色酸性染料及与直接染料同浴1：2型金属络合染料染浴pH455667醋酸35% o.m.f.12% o.m.f.醋酸铵23% o.m.f.35% o.m.f.元明粉520% owf阴离子匀染剂13% owf缓染（大）缓染（中）缓染（小）非离子匀染剂13%owf受pH值的影响很小元明粉作用缓染（大）缓染（小）促染（大）三 聚酰胺纤维染色1 聚酰胺纤维结构和性能特点 Tg较低（50-60C），初染率高。 大分子无侧基、线型好，染料与纤维分子间作用较大，初染率高、扩散差。 氨基含量低，染色饱和值小（不易深染），水洗牢度、遮盖性差，竞染明显

12、。2 热定形对染色的影响 定型目的 保证锦纶丝或织物的尺寸稳定性，提高染色稳定性，防止染色时产生难以消除的折皱。 热定形方法 空气干热定形和蒸汽湿热定形。 定型纤维的结构变化 干热定形，端氨基易受到氧化，染料的上染速率和平衡上染量明显降低；蒸汽定形，不少染料的上染速率非但不降低，反而增高。3 染料选择弱酸性浴染色或中性浴染色的酸性染料水溶性、分子量适中，以获得染色牢度与匀染性的统一选择配伍值近似的染料用于拼色，以减少竞染选用一主色调的染料，辅色料用量应少不同结构的酸性染料对锦纶物理结构差别的敏感性酸 性 染 料敏 感 性红37较不敏感橙10略 敏 感红58中等敏感红57敏 感蓝127很 敏 感

13、染料公司匀染型坚牢型瑞士汽巴精化公司TectilonErionyl A瑞士科莱恩公司Nylosan ENylosan F/N德国德司达公司TelonTelon AMitsui Nylon FastNylomine A/BMitsui NylonNylomine C/D德国多闻公司Dorasyn ADorasyn CDorasyn XL英国约克夏集团Nylanthrene BNylanthrene C日本住友化学公司Aminyl EAminyl F/FD4 染色温度锦纶纤维不易匀染：酸性染料对锦纶的亲和力较之对羊毛等蛋白质纤维的亲和力高；当Df较大时，Dc大，特别当Df达某一质后Dc；锦纶的玻璃

14、化温度低（约为5060）和弱酸性染料匀染性差。锦纶纤维的匀染措施： 锦纶的始染温度应低一些，一般不超过4050。 升温速度应慢些或采用分段升温，在升温过程中设定几个温度点，在这些温度下让锦纶保温一段时间再升温。 为提高染料的移染性和遮盖性，应在高温下保温一段时间。5 pH控制 根据染料用量、亲和力、匀染性和扩散性能合理确定染色pH（一般为pH36）； 锦纶染浴的pH滑移技术 P1466 应用匀染剂 亲纤维型匀染剂是阴离子表面活性剂在中性浴或近中性浴中染色时，匀染作用不大；阴离子匀染剂会使染料上染百分率降低。 亲染料型匀染剂是阳离子表面活性剂其匀染作用不容易受pH值的影响；对酸性染料的最终上染量

15、影响较大；易导致染液不稳定，甚至染料沉淀，通常不可单独使用。实际生产中使用效果较好的锦纶匀染剂多为亲染料型与亲纤维型助剂的复配物（如烷基胺聚氧乙烯醚/烷芳基磺酸钠复配物），或者是以烷基胺聚氧乙烯醚类为主体的表面活性剂复配物。7 固 色单宁酸/吐酒石处理合成单宁固色剂大致有三类： 带磺酸基的甲醛酚类缩合物，棕色、易沾染纤维。它对锦纶具有亲和力。在酸性条件下，锦纶质子化的氨基与固色剂上的磺酸基形成离子键结合或氢键结合。 硫酚类化合物由多硫化合物与苯酚合成，制造成本低。 二羟基苯砜化合物可与染料同浴使用。8 锦纶染色工艺染料选择 弱酸性浴（pH值为46、用醋酸和醋酸铵调节）和中性浴（pH值为67用醋

16、酸铵调节）酸性染料。染色处方 p147pH滑移染色工艺 p147染料用量初始pH最终pH锦纶6锦纶66锦纶6/锦纶660.2% o.m.f.9.58.56.50.2-0.5% o.m.f.8.57.55.50.5% o.m.f.7.56.54.56-4 酸性媒染料染色一 概 述媒染染料 。酸性媒染及酸性含媒染料的环保问题 。Oeko-Tex 100规定：重金属在纺织品上限值（mg/kg） 一般 儿童Cu 50 5 Cr 2 1 Cr6+ 0.5 检测不出 Ni 4 1二 酸性媒染染料结构及染色性能1 结构特点酸性媒介深黄GG（C.I.媒介黄10，C.I.14010）酸性媒介蓝B（C.I.媒介蓝

17、13，C.I.16680）酸性媒介灰BS（C.I.媒介黑13，C.I.63615）2 染色性能具有优良的耐洗、耐晒牢度，且价格便宜，但染色色光较暗，仿色较难，染色工序麻烦，多用于羊毛深、浓色染色。蚕丝因不耐氧化，所以基本不用这类染料。三 酸性媒染染料染色机理1 媒染剂 媒染剂的存在形式 Cr2O72- + OH- 2HCrO4- 媒染剂的还原 在酸性条件下，吸附的Cr6+被羊毛纤维中的胱氨酸剩基、半胱氨酸剩基和酪氨酸还原（P153）： 媒染剂的还原条件 整个反应过程耗酸较大，导致系统pH上升，会影响Cr6+的吸附及还原，因而往往在系统中加入一定的蚁酸。此时蚁酸作用有二：pH下降、本身具有还原性

18、。2 媒染主要工艺条件 pH（34）综合考虑媒染剂的吸附速度及其对羊毛的损伤； 温度（7080oC）综合考虑媒染剂的扩散、吸附和还原速度，以及对染色匀透性的影响； 媒染后处理（充分水洗）。3 媒染剂与染料和羊毛的络合反应 络合染料结构 在较低pH值时易于形成1:1型的络合物，而在较高pH值时易形成1:2或1:3型的络合物。 染料与羊毛结合力 1:1络合：配价键结合，另外染料与羊毛之间还有离子键、范德华力和氢键等的结合。1:2络合：离子键、范德华力和氢键等的结合；染料体积显著增加，溶解度显著降低，较难从纤维中扩散出来，所以湿处理牢度也很好。4 络合物的稳定性染料与金属离子形成络合物的稳定性越高，

19、染色牢度越好。络合物的稳定常数值越大，稳定性越好。络合物的稳定性与中心金属离子、配位体（配位基）的结构和性质密切相关。 金属离子电荷的增加、半径的减小、碱性的减弱，形成的络合物的稳定性升高。Cr3+Co3+Cu2+Ni2+ 配位基的供电子能力强，不但络合速度快，而且形成的络合物的稳定性也高。 染料与中心离子络合形成螯合环数越多，螯合物的稳定性越高；而且，具有五个或六个原子的螯合环，即五元环或六元环是最稳定的。四 酸性媒介染料的染色方法（一）预媒染法 预媒染色法工艺过程 红矾的稀溶液处理（红矾24%、甲酸12%或酒石酸13%；50开始处理，1/min升温至沸腾，沸染6090min） 淋洗去除多余

20、的媒染剂 染色（染色过程与酸性染料基本相同）。 工艺要点 媒染淋洗后应立即进行染色，以防羊毛收到光照损伤；在铬媒处理中，加入还原性的有机酸（特别的是蚕丝中的胱氨酸比羊毛少得多，锦纶中缺少还原性的基团，媒染处理时一定要加硫代硫酸钠等还原剂）。 工艺特点 可及时控制颜色、仿色较方便，适用于染淡色和中色；染色过程繁复、上染快、易染花；染色物摩擦牢度偏低。（二）同浴媒染法 同浴媒染法工艺过程 染浴中加入12.5%的红矾和25%醋酸铵或硫酸铵（pH值调至68） 4050处理20min 加入已溶解的染料 在3060min内升温至沸腾染色4560min。 工艺要点 染料应有很好的溶解度；染料不与重铬酸盐发生

21、反应而分解或过早地络合；染料对羊毛要有较好的亲和力；染料在pH值为68.5的染浴中能很好地被吸尽。为使铬媒随着染料的上染而逐步释出铬酸，不致过早地生成色淀，宜在染浴中加入硫酸铵或醋酸铵，硫酸铵与红矾的比例是2:1。 工艺特点 工艺简单、染色时间短；色光容易控制；羊毛的损伤小，毛制品手感好；染料品种受到限制，给拼色带来麻烦；染料的扩散不够充分，深浓色产品的摩擦牢度不佳。（三）后媒染法 后媒染色法工艺过程 染料上染 降温至6575 加入甲酸和红矾，逐渐升温至沸 沸染45min。 工艺要点 匀染性差的染料，提高始染温度；铬媒处理的沸染时间要充分，以保证六价铬完全还原；加红矾前一定要降低温度，以保证铬

22、盐的均匀吸收；铬媒处理的pH值控制在3.84.2为宜；宜使用还原性的甲酸、酒石酸等有机酸，以防羊毛被过度氧化。 工艺特点 匀染和透染性好，缩绒、煮呢效果好，皂洗牢度好；在整理过程中色光变化小；染色过程长，色光和仿色不易控制。6-5 酸性含媒染料染色一 概 述二 1：1型含媒染料（酸性含媒染料）1 染色性能类似于强酸浴染色的酸性染料 P158 图6-112 染料与纤维的作用力 -NH3+与D-形成盐式键； -COO-或-NH2与Cr3+配价键。缓染措施： 加酸-NH3+，结合方式； 加酸-NH3+，结合方式，-COOH抑制离解。总趋势：缓染、加酸是匀染作用（与酸性染料染色不同）。3 染色工艺类似

23、于强酸浴染色的酸性染料 染料与助剂处方1（% o.m.f.）处方2（% o.m.f.）染色染料xx硫酸（66B）5744.5非离子匀染剂1.52中和纯碱1.5211.5或醋酸钠3423或25%氨水22.522.5三 1：2型含媒染料（中性染料）类似于弱酸浴和中性浴染色的酸性染料 中性枣红GRL（C.I.酸性红213）1 染色性能水溶性差，亲和力大，上染百分率高，牢度好，但匀染性差，染料溶液稳定性较差。2 染料与纤维结合及染色12型酸性含媒染料与蛋白质纤维和聚酰胺纤维之间存在离子键的结合，染浴pH越低，染料上染速率越快，很容易导致染色不匀。染色时还需加入匀染剂，采用pH值滑移染色法也是一个很好的措施。通常，始染温度不宜过高，宜缓慢升温，有时也可采用分段升温的染色方法。